[工學(xué)]第二章軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能-在線瀏覽
2025-04-06 06:01本頁面
【正文】 46623111???????????AF NMP a89Pa1089101510206623222???????????AF N?F A B C 45176。 目 錄 167。當(dāng) W移到 A點(diǎn)時(shí)，求斜桿 AB橫截面上的應(yīng)力。 討論橫梁平衡 0cM ??m a x s i n 0F A C W A C? ? ? ? ?m a x sinWF??目 錄 WA B C ? d maxFmaxFW?C A RCxFRCyFmaxF167。 FF? ?0c o s c o sF FFpA A A????? ? ?? ? ? ?c o sAA? ??0NF FAA? ??20c o s c o sp??? ? ? ???00sin c o s sin sin 22p???? ? ? ? ? ?? ? ?目 錄 kp??F?Fkp?Fkk????二、拉壓桿斜截面上的應(yīng)力 n FF ?kk?O截面 KK的方位用其外法線 On與 x軸的夾角 α表示 任一橫截面上的正應(yīng)力： 任一斜截面上： 合內(nèi)力： 面積： 167。 方位角與切應(yīng)力的正負(fù)符號(hào)規(guī)定：以坐標(biāo)軸 x為始邊，方位角 α 為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向者為正；將截面外法線 On 沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 90176。 167。 但圣維南原理指出：力作用于桿端的分布方式，只影響桿端局部范圍的應(yīng)力分布，影響區(qū)的軸向范圍約離桿段 1~2個(gè)桿的橫向尺寸。 拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理 如圖所示右端固定的階梯型圓截面桿，同時(shí)承受軸向載荷F1與 F2作用，試計(jì)算桿內(nèi)橫截面上的最大正應(yīng)力。167。 拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理 目 錄 畫軸力圖： 167。 .(.(111N2226 3 7F= 4 2 4ANFMPaAMPa??????拉 應(yīng) 力 ）壓 應(yīng) 力 ）桿內(nèi)橫截面上的最大正應(yīng)力為 m a x .(1 6 3 7 M P a?? ?? 拉 應(yīng) 力 ）167。 一 試件和實(shí)驗(yàn)條件 常溫、靜載 目 錄 167。 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 二 低碳鋼的拉伸 目 錄 力 伸長曲線（拉伸圖） 應(yīng)力 應(yīng)變圖 167。 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 屈服階段 235s M P a? ????s?目 錄 超過比例極限后，應(yīng)力與應(yīng)變不再保持正比關(guān)系。即應(yīng)力幾乎不變，而變形卻急劇增加，材料失去抵抗繼續(xù)變形的能力。 s?低碳鋼 Q235： —s? 屈服極限 167。材料的這種經(jīng)過屈服重新呈現(xiàn)抵抗繼續(xù)變形的能力，稱為 應(yīng)變硬化 。 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 局部徑縮階段 ef ??oABcef?P?e? s?b?目 錄 經(jīng)過強(qiáng)度極限后，試樣的某一局部顯著收縮 ,產(chǎn)生頸縮 .當(dāng)出現(xiàn)頸縮后 ,使試樣繼續(xù)變形所需要的拉力減小 ,相應(yīng)的曲線呈下降 ,最終在頸縮處斷裂 . 在拉伸階段 ,材料經(jīng)歷了線性 ,屈服 ,硬化與頸縮四個(gè)階段 ,存在三個(gè)特征點(diǎn) ,相應(yīng)的應(yīng)力依次為比例極限 ,屈服應(yīng)力和強(qiáng)度極限 . 167。變形完全消失（彈性變形）。 目 錄 e? ?? 彈 性 極 限一般金屬材料，彈性極限與比例極限非常接近，常常認(rèn)為比例極限等于彈性極限，并稱線性階段為線彈性階段。 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 卸載與再加載規(guī)律 ??oABDE?P?e? s?b?C1O 2O hf?在超過彈性極限后，例如在硬化階段 C點(diǎn)逐漸減小載荷，則卸載過程曲線為CO1，線段 O1O2表示隨卸載而消失的應(yīng)變（彈性應(yīng)變），而線段 OO1則表示應(yīng)力減小至零時(shí)殘留的應(yīng)變，即塑性應(yīng)變（殘余應(yīng)變）。 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 冷作硬化 ??oABDE?P?e? s?b?C1O 2O hf?目 錄 如果卸載至 O1點(diǎn)后立即重新加載，則加載時(shí)曲線沿O1C變化，過 C點(diǎn)后仍沿原曲線 CDE變化。由于預(yù)加塑性變形，使材料的比例極限提高的現(xiàn)象，稱為冷作硬化 。 材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 延伸率 為塑性材料 低碳鋼的 %3020 —?? %60?? 為塑性材料 目 錄 材料的塑性 材料斷裂時(shí)的殘余變形最大。 %5??設(shè)斷裂時(shí)試驗(yàn)段的殘余變形為 0l?%0 100ll? ???而試驗(yàn)段斷裂后的橫截面面積與橫截面原面積之比： %1 100AAA? ???斷面收縮率 兩個(gè)塑性指標(biāo) : 則其與原長 l 之比： 167。 o??%?目 錄 167。斷后伸長率約為 %。 σbt—拉伸強(qiáng)度極限（約為 140MPa）。 目 錄 167。即 m a xnK ???應(yīng)力集中因數(shù) 目 錄 由于截面急劇變化所引起的應(yīng)力局部增大現(xiàn)象，稱為 應(yīng)力集中 。 應(yīng)力集中概念 形狀尺寸的影響： 材料的影響： 應(yīng)力集中對(duì)塑性材料的影響不大； 應(yīng)力集中對(duì)脆性材料的影響嚴(yán)重，應(yīng)特別注意。 交變載荷的影響： 應(yīng)力集中會(huì)促使疲勞裂紋的形成與擴(kuò)展，因而對(duì)構(gòu)件（無論是塑性還是脆性材料）的疲勞強(qiáng)度影響極大。 167。以上兩種現(xiàn)象，均不能使構(gòu)件正常工作。 將強(qiáng)度極限與屈服應(yīng)力統(tǒng)稱為材料的極限應(yīng)力 。 167。 目 錄 理想情況下，可使工作應(yīng)力等于極限應(yīng)力，但實(shí)際不能如此，原因如下： 作用在構(gòu)件上的外力常常估計(jì)不準(zhǔn)確； 構(gòu)件的外形和所受外力往往比較復(fù)雜，計(jì)算所得應(yīng)力不準(zhǔn)確； 實(shí)際材料的組成與品質(zhì)存在差異，不能保證與標(biāo)準(zhǔn)試樣具有完全相同的力學(xué)性能。 167。必須低于極限應(yīng)力。 許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件 一 、失效與許用應(yīng)力 工作應(yīng)力 AFN??? ???? ??
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